RU2079183C1 - High-pressure discharge tube - Google Patents
High-pressure discharge tube Download PDFInfo
- Publication number
- RU2079183C1 RU2079183C1 RU94037826A RU94037826A RU2079183C1 RU 2079183 C1 RU2079183 C1 RU 2079183C1 RU 94037826 A RU94037826 A RU 94037826A RU 94037826 A RU94037826 A RU 94037826A RU 2079183 C1 RU2079183 C1 RU 2079183C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- metal
- discharge tube
- discharge
- electrode regions
- discharge bulb
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)
- Discharge Lamp (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электрохимической промышленности и может быть использовано при производстве газоразрядных ламп с парами металлов, например, в натриевых лампах высокого давления. The invention relates to the electrochemical industry and can be used in the manufacture of discharge lamps with metal vapors, for example, in high pressure sodium lamps.
Известна натриевая лампа высокого давления, включающая заключенную во внешнюю колбу разрядную трубку с электродами, заполненную инертным газом и амальгамой натрия. Электрические и световые параметры ламп при прочих равных условиях определяются температурой жидкой фазы амальгамы, расположенной в наиболее холодных заэлектродных областях разрядной трубки. Для увеличения температуры заэлектродных зон чаще всего используют теплосодержащие экраны в виде металлических полосок, охватывающих концы разрядной трубки [1]
Недостатком ламп с теплосодержащими экранами известной конструкции являются большой разброс начальных электрический и световых параметров и чрезвычайный рост напряжения на лампе со сроком службы, а также дополнительные затраты дорогостоящего материала (ниобия или никеля), идущего на теплосодержащие экраны.Known high pressure sodium lamp, including a discharge tube with electrodes enclosed in an external flask, filled with an inert gas and sodium amalgam. Other things being equal, the electric and light parameters of the lamps are determined by the temperature of the liquid phase of the amalgam located in the coldest transelectrode regions of the discharge tube. To increase the temperature of the electrode zones, heat-containing screens in the form of metal strips covering the ends of the discharge tube are most often used [1]
A disadvantage of lamps with heat-containing screens of known design is the wide variation in the initial electric and light parameters and the extreme increase in voltage on the lamp with a service life, as well as the additional cost of expensive material (niobium or nickel) going to heat-containing screens.
Целью предлагаемого изобретения является повышение стабильности электрических и световых параметров и снижение себестоимости ламп. The aim of the invention is to increase the stability of electrical and light parameters and reduce the cost of lamps.
Поставленная цель достигается тем, что в газоразрядной лампе давления, содержащий заключенную во внешнюю колбу разрядную трубку с электродами по концам, заполненную по меньшей мере газом и щелочным металлом либо амальгамой, разрядная трубка дополнительно содержит металл для образования внутреннего утепляющего концы разрядной трубки покрытия, давления паров и температура плавления которого удовлетворяет следующему условию:
P1≅1,33•103 Па,
P2≥1,33•10-2 Па,
To пл.>To з.о.,
где
P1 давление паров металла при рабочей температуре в заэлектродных областях разрядной трубки,
P2 давление паров металла при рабочей температуре в центральной части разрядной трубки;
To пл. температура плавления металла;
To з.о. рабочая температура в заэлектродных областях разрядной трубки.This goal is achieved in that in a gas discharge lamp, comprising a discharge tube enclosed in an outer bulb with electrodes at its ends, filled with at least gas and an alkali metal or an amalgam, the discharge tube further comprises metal to form an internal heat-insulating end of the discharge tube, vapor pressure and the melting temperature of which satisfies the following condition:
P 1 ≅1.33 • 10 3 Pa,
P 2 ≥1.33 • 10 -2 Pa,
T o pl. > T o z.o. ,
Where
P 1 the vapor pressure of the metal at a working temperature in the electrode regions of the discharge tube,
P 2 the vapor pressure of the metal at a working temperature in the Central part of the discharge tube;
T o pl. melting point of metal;
T o z.o. operating temperature in the electrode regions of the discharge tube.
Таким образом, выбор металла осуществляется исходя из рабочей температуры разрядной трубки. Thus, the choice of metal is based on the operating temperature of the discharge tube.
Например, в натриевой лампе высокого давления мощностью 400 Вт, имеющей температуру в заэлектродных областях порядка 760oC и в центральной части порядка 1150oC можно использовать такие металлы, как марганец, медь и часть редкоземельных металлов.For example, in a 400 W high-pressure sodium lamp, having a temperature in the electrode regions of about 760 ° C and in the central part of about 1150 ° C, metals such as manganese, copper and some rare earth metals can be used.
Преимуществом меди является ее относительная дешевизна. The advantage of copper is its relative cheapness.
При первом включении лампы введенный в разрядную трубку металл начинает испаряться и конденсироваться в наиболее "холодных" заэлектродных областях разрядной трубки в виде пленки, выполняющей функцию утепляющих концы трубки экранов. Время формирования утепляющего слоя зависит от температурного режима разрядной трубки и давление паров металла. When the lamp is turned on for the first time, the metal introduced into the discharge tube begins to evaporate and condense in the “coldest” electrode regions of the discharge tube in the form of a film that acts as a shield to heat the ends of the tube. The formation time of the insulation layer depends on the temperature of the discharge tube and the vapor pressure of the metal.
Выполнение условия P1≅1,33•103 Па обеспечивает относительно низкое давление паров металла в разряде, не приводящее к заметному изменению спектрального состава излучения лампы, а выполнение условия P2≥1,33•10-2 Па обеспечивает отсутствие налета металла на стенках трубки в межэлектродном пространстве, в центральной части трубки.The fulfillment of the condition P 1 ≅1.33 • 10 3 Pa provides a relatively low pressure of the metal vapor in the discharge, which does not lead to a noticeable change in the spectral composition of the lamp radiation, and the fulfillment of the condition P 2 ≥1.33 • 10 -2 Pa ensures that there is no metal coating the walls of the tube in the interelectrode space, in the central part of the tube.
Выполнение условия Tпл.>Tз.о. обеспечивает нахождение металла в заэлектродных областях в твердом состоянии, т.к. в случае расплавления металл за счет поверхностного натяжения он будет стремиться собраться в капли и целостность покрытия нарушится.The fulfillment of the condition T pl. > T z.o. ensures that the metal is in the behind-electrode regions in the solid state, because in the case of melting of the metal due to surface tension, it will tend to collect in droplets and the integrity of the coating will be violated.
Количество вводимого металла должно находиться в диапазоне от 1,5 до 40 мг/см2 внутренней поверхности заэлектродных областей разрядной трубки. При меньшем количестве металла его недостаточно для образования сплошного слоя, а при большем количестве покрытие получается чрезмерно толстым и может отслаиваться.The amount of introduced metal should be in the range from 1.5 to 40 mg / cm 2 the inner surface of the electrode regions of the discharge tube. With less metal, it is not enough to form a continuous layer, and with more metal, the coating is excessively thick and can peel off.
Дозировка металла может осуществляться как непосредственно в разрядную трубку, так и путем его закрепления на электродном узле. Последнее предпочтительнее, т. к. резко ускоряется процесс формирования покрытия, особенно в случае использования металла с относительно низким давлением паров. The dosage of the metal can be carried out either directly into the discharge tube, or by fixing it to the electrode assembly. The latter is preferable, since the process of coating formation is sharply accelerated, especially in the case of using a metal with a relatively low vapor pressure.
Кроме того, металл может дозироваться как в чистом виде, так и в виде сплава, например, с буферными, либо излучающими металлами. In addition, the metal can be dosed both in pure form and in the form of an alloy, for example, with buffer or radiating metals.
По сравнению с прототипом предлагаемая лампа имеет следующие преимущества. Compared with the prototype, the proposed lamp has the following advantages.
1. Повышается стабильность электрических и световых параметров. Это связано с тем, что металл конденсируется в наиболее холодных заэлектродных зонах, и чем больше площадь этих холодных зон, тем на большую площадь трубки оседает теплоотражающий слой (и наоборот), т.о. уменьшается разброс температур холодных зон от лампы к лампе в процессе срока службы. 1. Increases the stability of electrical and light parameters. This is due to the fact that the metal condenses in the coldest transelectrode zones, and the larger the area of these cold zones, the more heat-reflecting layer settles over a large area of the tube (and vice versa), i.e. the temperature dispersion of the cold zones from lamp to lamp during the service life is reduced.
2. Меньшая себестоимость ламп, т.к. трудовые и материальные затраты, связанные с дозировкой металла в разрядную трубку, существенно ниже затрат на изготовление и монтаж внешних теплоотражающих экранов. 2. Lower cost of lamps, because labor and material costs associated with the dosage of metal into the discharge tube are significantly lower than the costs of manufacturing and installing external heat-reflecting screens.
На фиг. 1 приведен пример конкретного выполнения разрядной трубки натриевой лампы высокого давления; на фиг. 2 отдельно электродный узел, где 1 трубка из поликристаллической окиси алюминия, 2 электроды, 3 ниобиевый вывод, 4 диск из поликристаллической окиси алюминия, 5 ниобиевая проволока, приваренная к выводу для фиксации диска, 6 медная шайба. In FIG. 1 shows an example of a specific embodiment of the discharge tube of a high pressure sodium lamp; in FIG. 2 separate electrode assembly, where 1 tube of polycrystalline alumina, 2 electrodes, 3 niobium terminal, 4 disk of polycrystalline aluminum oxide, 5 niobium wire welded to the terminal for fixing the disk, 6 copper washer.
Внутренний диаметр трубки -⌀ 7,5 мм, межэлектродное расстояние lм.э.=75 мм, длина заэлектродных зон lз.о.=5,5 мм, суммарная внутренняя поверхность заэлектродных зон 3,5 см2.The inner diameter of the tube is 7.5 mm, the interelectrode distance is l m.e. = 75 mm, the length of the electrode zones l z.o. = 5.5 mm, the total inner surface of the electrode zones of 3.5 cm 2 .
Разрядная трубка заполнена ксеноном при давлении 2,6•103 Па и амальгамой натрия в количестве 25 мг. Масса медной шайбы на одном электроде - 30 мг, что соответствует 8,5 мг/см2 внутренней поверхности заэлектродных зон.The discharge tube is filled with xenon at a pressure of 2.6 • 10 3 Pa and sodium amalgam in an amount of 25 mg. The mass of the copper washer on one electrode is 30 mg, which corresponds to 8.5 mg / cm 2 of the inner surface of the electrode zones.
В течение первых минут горения медь испаряется с электрода и конденсируется в заэлектродных областях, образуя теплоотражающие экраны 7. During the first minutes of combustion, copper evaporates from the electrode and condenses in the trans-electrode regions, forming heat-reflecting screens 7.
При работе лампы температура электродных зон составляет порядка 760oC, а температура в центральной части трубки порядка 1150oC (To меди составляет 1083oС. При данных температурах давление паров меди P1 1,3•10-5 Па и P2 1,3•10-1 Па.When the lamp is operating, the temperature of the electrode zones is about 760 o C, and the temperature in the central part of the tube is about 1150 o C (T o of copper is 1083 o C. At these temperatures, the vapor pressure of copper is P 1 1.3 • 10 -5 Pa and P 2 1.3 • 10 -1 Pa.
Лампа работает следующим образом. The lamp operates as follows.
При включении лампы в комплекте с дросселем и импульсным зажигающим устройством между электродами разрядной трубки зажигается дуговой разряд в инертном газе. Далее следует период разгорания, в течение которого температура разрядной трубки повышается и испаряется амальгама натрия. В установившемся режиме повышается и испаряется амальгама натрия. В установившемся режиме электрические параметры определяются в основном давлением паров ртути, а световые параметры давлением паров натрия. When you turn on the lamp complete with a choke and a pulsed igniter between the electrodes of the discharge tube, an arc discharge in an inert gas is ignited. The follow-up period follows, during which the temperature of the discharge tube rises and sodium amalgam evaporates. In steady state, sodium amalgam rises and evaporates. In the steady state, the electrical parameters are mainly determined by the vapor pressure of mercury, and the light parameters are determined by the vapor pressure of sodium.
Внутреннее утепляющее концы разрядной трубки покрытие, образовавшееся в результате расплавления медной шайбы, увеличивает температуру заэлектродных зон на 30 50o по сравнению с трубками без него и позволяет получить оптимальное давление паров ртути и натрия, обеспечивая стабильность электрических и световых характеристик лампы.The inner insulation of the ends of the discharge tube, the coating formed as a result of the melting of the copper washer, increases the temperature of the electrode zones by 30 50 o compared with tubes without it and allows you to obtain the optimal vapor pressure of mercury and sodium, ensuring the stability of the electrical and light characteristics of the lamp.
За базовый объект принята натриевая лампа высокого давления типа ДНАТ 400-5, ТУ 16-675.150-86, серийно выпускаемая АО "Лисма-СИС и ЭВС". The base object was a high-pressure sodium lamp of the type DNAT 400-5, TU 16-675.150-86, commercially available from Lisma-SIS and EMS.
В результате сравнительных испытаний и измерений электрических характеристик серийных ламп и образцов ламп согласно изобретения оказалось, что разброс по напряжению у ламп предлагаемой конструкции составил порядка ±10% от номинала, в то время, как у серийных ламп порядка ±(15 -18)%
Упрощение конструкции и технологии сборки опытных образцов ламп одновременно приводят к снижению затрат на их изготовление.As a result of comparative tests and measurements of the electrical characteristics of serial lamps and lamp samples according to the invention, it turned out that the voltage spread of the lamps of the proposed design was about ± 10% of the nominal, while that of serial lamps was about ± (15 -18)%
Simplification of the design and assembly technology of prototypes of lamps at the same time leads to lower costs for their manufacture.
Claims (4)
P1 ≅ 1,33•103 Па;
P2 ≥ 1,33•10-2 Па;
Тпл > Тз.о,
где P1 давление паров металла при рабочей температуре в заэлектродных областях разрядной трубки;
P2 давление паров металла при рабочей температуре в центральной части разрядной трубки;
Тпл температура плавления металла;
Тз.о рабочая температура в заэлектродных областях разрядной трубки.1. A high-pressure discharge lamp, including a discharge tube with electrodes enclosed in an external flask, filled with an inert gas and an alkali metal, or its amalgam, characterized in that a metal is additionally introduced into the discharge tube to form an internal heat-insulating end of the discharge tube, vapor pressure and the melting point of which satisfies the following conditions:
P 1 ≅ 1.33 • 10 3 Pa;
P 2 ≥ 1.33 • 10 -2 Pa;
T pl > T z.o. ,
where P 1 the vapor pressure of the metal at a working temperature in the electrode regions of the discharge tube;
P 2 the vapor pressure of the metal at a working temperature in the Central part of the discharge tube;
T pl the melting point of the metal;
T zo operating temperature in the electrode regions of the discharge tube.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU94037826A RU2079183C1 (en) | 1994-10-07 | 1994-10-07 | High-pressure discharge tube |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU94037826A RU2079183C1 (en) | 1994-10-07 | 1994-10-07 | High-pressure discharge tube |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU94037826A RU94037826A (en) | 1996-07-20 |
| RU2079183C1 true RU2079183C1 (en) | 1997-05-10 |
Family
ID=20161464
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU94037826A RU2079183C1 (en) | 1994-10-07 | 1994-10-07 | High-pressure discharge tube |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2079183C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU173371U1 (en) * | 2016-08-15 | 2017-08-24 | Евгений Михайлович Силкин | High pressure discharge lamp |
-
1994
- 1994-10-07 RU RU94037826A patent/RU2079183C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 1. Рохлин Г.Н. Разрядные источники света. - М.: Энергоатомиздат, 1991, с. 654-655. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU173371U1 (en) * | 2016-08-15 | 2017-08-24 | Евгений Михайлович Силкин | High pressure discharge lamp |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU94037826A (en) | 1996-07-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5955845A (en) | High pressure series arc discharge lamp construction with simplified starting aid | |
| JP3392455B2 (en) | High pressure sodium lamp | |
| US3872340A (en) | High temperature lamp starting aid | |
| EP0758795B1 (en) | Amalgam containing compact fluorescent lamp | |
| US4972118A (en) | Amalgam having extended stable mercury vapor pressure range and low mercury vapor pressure discharge lamp using the same | |
| US3781586A (en) | Long lifetime mercury-metal halide discharge lamps | |
| US3974410A (en) | Alumina ceramic lamp having enhanced heat conduction to the amalgam pool | |
| GB2032682A (en) | Arc lamp filling | |
| US4418300A (en) | Metal vapor discharge lamp with heat insulator and starting aid | |
| CA1194073A (en) | Intimate contact starting aid for arc lamps | |
| EP0028128A1 (en) | Improvements in or relating to high-intensity-discharge sodium lamps | |
| US3828214A (en) | Plasma enshrouded electric discharge device | |
| CA1182509A (en) | Starting aid for high pressure sodium vapor lamp | |
| RU2079183C1 (en) | High-pressure discharge tube | |
| CA2005812A1 (en) | Hid lamp with multiple discharge devices | |
| US4433271A (en) | High pressure discharge lamp | |
| EP0009970A1 (en) | High-intensity discharge sodium lamps | |
| US20060238127A1 (en) | High-pressure discharge lamp | |
| KR19980702603A (en) | Low-pressure discharge lamp | |
| US4950953A (en) | High pressure sodium lamp with sodium amalgam of controlled amount sealed therein | |
| JP3221228B2 (en) | High pressure discharge lamp | |
| US4182976A (en) | High pressure sodium vapor lamp with voltage rise compensator | |
| JPH048896B2 (en) | ||
| US4521716A (en) | High-pressure metal vapor discharge lamp | |
| JPS614149A (en) | High pressure sodium discharge lamp |